仙台物理実験塾 PeX

Experiment × Physics

月別: 2019年10月 Page 1 of 2

仙台寒くなってきました

おはようございます。仙台は昨日の夜、駅周辺で13度でございました。なかなか寒くなって来ましたね。

本日は塾の授業のお仕事のみなので塾に滞在する予定です。

外を移動するときはそろそろ分厚い格好が必要ですね。風邪を引いてしまっては仕事にもなりませんし。

最近私用で環境問題に関するディスカッションが多いので、今日は地球温暖化に関することを調べつくそうかなと考えています。こういうのも、塾の授業でのネタになりますね。参照するデータは主に国連の(https://unfccc.int/process-and-meetings/transparency-and-reporting/greenhouse-gas-data/ghg-data-unfccc/ghg-data-from-unfccc)ですね。

Connecting the dots

先日は当塾の英語の授業でSteve JobsによるStanford uniでのスピーチを一部見せました。

とても有名ですよね。僕も初めて聞いたのはかれこれ5年以上前だったのではないかなと思います。

彼が最初にする話は「点と点を繋げる話」です。

私たちは後ろを振り返って、過去のあの行為と今のあの行為がつながったと理解することしかできません。逆に、今やっていることがあとでこう繋がると完全に見通すことはできません。言われてみれば当たり前のことですが、本当にその通りです。私はさらに進んでこう考えています。

正直、「時間をかけないでうわべで学んでいるものほど、全く役に立たない

という考えです。そう思わないでしょうか?今の高速化されたネット社会において、情報は一見すぐ手に入るように思えます。しかし、それは僕は正しくないと思います。デマ・嘘の情報も同時に多く存在し、あなたがたがそれを見分けて正しく理解するためのネットリテラシーが以前(こんなにネットが発達していない時代 )に比べて必要だからです。そんな時代だからこそ、腰を据えて時間をかけてでも学ぶ必要性が出てくるのです

こんな話もできます。今大人が仕事として食べていけている仕事。それは、その人がその分野や仕事に関して多大な時間や苦労をかけてきて、そこについて他の人よりも相対的に優れているから仕事になっています。

つまり、時間をかけないで速習するうわべのようなものは、世において太刀打ちができるわけがないということです。

英語学習に関してもそんなことが言えるでしょう。英語は日本の学校において誰もが通る道であり、だからこそ情報もそれだけ多くあふれています。よく、「こんな風にすれば誰でもできるようになる!」「〜日でできるようになる!」などの聞こえがいい言葉は目にしたことがあると思いますが、結局そんな短時間で学んだことは活かすほど強い武器にはなり得ないのです。苦労して時間をかけて考えたり、恥をかいても使っていたり、日々学んだり、英語でものを読んだり、音読したり、ディクテーションしたり、新しい単語を学んだり。そういうプロセスを経て経験が積まれ、失敗もし、筋のいい道が見えてくる。そういうものです。失敗を知らない人は、成功を理解できるとは思えませ

なので、私はこう主張したい。

泥臭くてもいい、時間がかかってもいい。きっと何かに熱中して得たものは宝になる可能性がある。たとえそれが最終的には直接の仕事だったり役に立たなくても別の見地を与えたりしうる。だから、何か極めようとする体験をしてほしい

親元から離れる利点・欠点は?

最近は毎日一時間平均くらいはネイティブと英語を喋るようにしています。

教える側も常に磨かなければいけません。

ノートをとりますよね。残してそれをコレクションにしたいとかなら話は別なんですが、僕は学んだものは全て携帯の復習リストに入れるだけで一瞬とったメモは全て捨てます。どうせ電子化されたデータはいつまでも参照できますし、ノートでメモをとっても復習しなければどうせいつまでたっても覚えられないのです。なのでとあるアプリに復習して覚えたい事項として入れてしまうわけですね。

ノートもかさみませんし、覚えることもできる。僕にとっては一石二鳥ですね。

今日もネイティブとたくさん会話して色々な表現を学びました。
different strokes for different folks
upstream(川の上流という意味で)
burst its banks(川が氾濫する)
It’s a hassle.(面倒)
A contingency plan(非常事態用のプラン)
ラグビーの外国人選手のことをimportsといったり
I wouldn’t use the word “fun”.(to say sth is not fun)
be supported financially(大学に行くお子様が経済的に援助されている様)
The world is your oyster(なんでもできるよ。)

などなど。今日ディスカッションしたのは、「早くに親元から離れるbenefits&drawbacks、遅くに親元から離れるbenefits&drawbacks」でしたね。親元から離れるのは大変ですが、経済的援助を受けているか受けていないかによってももちろん大きく変わります。果たして、どんな利点や欠点があるでしょうかね。みなさんはどう思いますか?

僕はやはり、「失敗する」ために、早くから親元から離れるべきだと思っています。つまりそちらの方が利点が多いと考えています。親は「基本的には」子供を守ろうとしている人が多いです。つまり「失敗して欲しくない」、と思って、安全な道を教えてあげようとします。それはそうですよね。親は子供よりも何十年と長く生きているのですから、よくないこととか、しておくといいこととか、そういうものは経験によってわかっているでしょう。

しかしやはり我々は失敗から学ぶ生き物です。数学でもなんでもそうですが、正しい解き方だけ通って入ればいいというものではありません。筋のよくない道を知っているから、いい解法の良さがわかり、学ぶことができる。かといって、戦争のような失敗も再び引き起こして学べというのではありません。日常的な失敗くらいいいじゃないですか。

そんな感じです。そろそろ仕事なので頑張るとしましょう。祝日ですが塾はあります!それでは。

風が強い

おはようございます。本日はPeXにおける授業は全て中止です。天気はsunnyとも言えないことはないですが、windyですね。危ないです。

ただ、ネットで行える遠隔授業はこのまま中止しません。ご注意ください。

NTTが6G通信になるかもしれない通信技術がどうのこうの言っているニュースを見ました。あまり通信系に関する知識は乏しいので勉強が必要です。まあ基本は電磁気学なわけですが。大学での講義で一度通信系の授業をとってシャノンの定理あたりはやった気がするのですが…こちらになにかメモを残せるほど残っていません(汗)勉強し直しですね。

今日は私は主に勉強と講義と色々な雑処理に追われそうです。みなさまも、Have a nice day!

夕方から本格化?

おはようございます。

今日の台風はどうやら夕方くらいからだいぶ本格化していくみたいですね。当塾PeXでの授業は本日はありませんが、外部の仕事のため私は今日は14時くらいまでは仕事を外でしなくてはいけないです。
また、個別に連絡はしておりますが、明日の日曜日のPeXにおける講義は全て中止です。一応日曜日午後くらいから晴れているようではあるのですが、決めるのを渋って渋滞に巻き込まれたり、授業が遅れたりで生徒様がたもてんやわんやになりますので、もういっそ中止です。
ご自宅で身の安全を確保してください。

(私は頑張って今日の午後仕事から帰れることを祈りつつ仕事へ行きます…)

台風が近づいている

こんにちは。もうお昼ですがブログの更新です。

最近少々忙しくなっていて(実は三月末まではかなり忙しいのですが)、なかなか自分の時間が取れていなくて悲しいです(汗

さて、今週末仙台には台風が近づいてまいります。状況によっては塾での授業は中止の予定ですが、土曜日くらいまでは様子見ですね。日曜日朝時点でもうまずそうであれば即中止としようかと思っております。

先ほどネットを徘徊していたら、物理教育界隈では有名らしい高松高校で勤務されていた矢野淳滋(やのあつしげ)(故)先生の話を見かけました。生前は物理教育のために尽力された方で、今でもその実験は各地の高校に受け継がれている模様です。私も先生が書かれた本は参考にして、これからの実験教育に役立てていきたいと思いました。すぐに仕入れなければ!

さて、今日も忙しいですが、頑張っていきましょう。

おはようございます

本日は塾生のみのお仕事でした。

今日も昨日に引き続きよろしくない天気ですね。とはいえ洗濯物は干しましたが…。

本日は少し数学を勉強しながら物理の仕事の準備、情報発信のためのライティングなどを行いたいと思います。

当たり前ですが、教師も教えるために日々学ぶのです。そういうことをしていない教師は、厳しいのかもしれませんが、僕は教師だとは思いません。日々学んでいる人、新しい知識を取り入れている人から学びたいに決まっていますよね。私も、日々更新されていく情報をお伝えしたいですし。

それではもうお昼ですが本日も頑張ってまいりましょう。

久しぶりの曇り

おはようございます。久しぶりに曇りの天気を見た気がします。最近仙台はかなり暑かったですね。

本日私は英語の勉強、授業の予習、英会話、塾生への講義、とあるところで仕事…というもう盛り沢山の日でございます。

睡眠はしっかりとったので今日も一日頑張りましょう。眠くなったらレッドブルとかが必要かもしれない…(でも身体によくないので最近は避けてました汗)

自己インダクタンスとは


準備

1. 円電流中心の磁場

円形コイル(半径\(a\))に電流\(I\)[A]が流れているとき、その中心における磁束密度の大きさは、
\[B = \frac{\mu_{0}I}{2a}\]
であった。ただし\(\mu_{0}\)とは真空の透磁率である。これは高校物理では導出せず使って良い。

2. 磁束

ある面の面積を\(S\)とおき、そこに磁束密度\(B\)の磁場が一様に垂直に存在するなら、このコイルを貫く磁束\(\Phi\)は、
\[\Phi = BS \]
と計算できる。仮に磁場が面に対して垂直に貫いていない場合は、面に対して垂直な磁場の成分を取り出して上に適用するのであった。

自己インダクタンスの定義

コイルに電流\(I\)を流すと磁場\(B\)を作る。この磁場はコイルの面\(S\)を貫いており、特にコイルの中心においては
\[B = \frac{\mu_{0} I}{2a}\]
と書けることは上で触れた。しかし、コイルの中心以外では上のようにはかけない。したがって、このコイルを貫く磁束を計算するのは少々手間がかかる。しかし、何れにしても、「電流\(I\)が大きくなればそれに比例して磁束も増えていく」ということは容易に想像がつくと思う。したがって、
\[\Phi = L I\]
というように磁束は電流に比例した形で書ける。この比例定数\(L\)[H](ヘンリー)を自己インダクタンスという。磁束の単位は[Wb](ウェーバー)で、電流の単位は[A](アンペア)であるから、自己インダクタンスの単位は[Wb/A]であるが、これを[H](ヘンリー)と呼ぶことにしている。

自己インダクタンスの意味

解釈1

定義式から明らかであるが、自己インダクタンス\(L\)が大きければ、それだけ同じ電流\(I\)に対しても貫く磁束\(\Phi\)が大きくなるわけだから、磁場を作るある種「性能」のようなものとも考えられる。自己インダクタンスが大きければそれだけ大きな磁束を作ることができるというわけだ。

解釈2

inductance(インダクタンス)という言葉はinduceからきている。Longman Dictionaryによれば、induceの3つ目の意味として”to cause a particular physical condition”とある。要するに「何らかの(身体的)状態を引き起こす」という意味である。ではコイルが何を「引き起こす」というのか。コイルに流す電流\(I\)を変化させると、ファラディの電磁誘導の法則によって(別ページで解説予定)、「コイル自身が起電力になるように引き起こされてしまう」のである。この「自分自身」というところから「自己」という日本語を用い、「(電流変化によって)引き起こされてしまう」ということからinduceをとって「インダクタンス」と言っているのであろう。

実際、コイルによる誘導起電力の大きさは\(L\frac{dI}{dt}\)であるから、\(L\)が大きければそれだけ起電力の強さが増すことになる。つまり、「自分自身で(起電力としての性質を)引き起こす力」が強いと言える。

理科が危ない

江沢洋先生の『理科が危ない』という本が目に留まった。まだ購入していないが、教育者側にいる身としては大方内容の予想がつく。

理科、特に物理は学ぶのに時間がかかる。大学ではもっと時間がかかるが、それは高校でも顕著だ。化学であれば、有機化学・無機化学・理論化学が分かれており、学問的にはどれも大学に行けばある程度分野が分野をまたがるような現象は起こるであろうが、高校ではもはや「別科目」に近い認識が強いと思う。それに対して物理学はどうだろう。物理学は、力学が大きな基礎をなし、それは電磁気学においても運動方程式を立てたりするところに大きく影響するし、もちろん波動学においても粒子の運動を基本的に扱うから力学が基礎になっている。

こうして、物理学は序盤に学んだことが顕著に後半に響く科目であり、さらに単純な計算だけでは終わらない。たとえば答えを出した時点で「物理的にどんなことを意味するか」という吟味をするのが普通で、実際に大学入試でもそういう記述問題は出る。これは、物理学という学問が自然を扱う学問であり、現実に即していることに依拠している。

この物理的吟味を行うには知識が必要であるのと、経験値もかなり必要だ。先生から直接の指導を受けられればいいのだろうが、そういう時間がある教師も少ないであろう(最近は部活動などに先生方は時間を取られてしまう)し、もはやそこまで物理学を学んできていない先生には「物理学としての物理学の指導」ができない人もいると思う。

拍車をかけるように、学校では実験も軽視され、ただの机上の勉強、受験勉強、点数を取ることにばかり目がいく。わかりやすい、簡単、面白いものに目がいく。それでいいのだろうか。

もちろん、面白いということは重要である。かの有名な物理学者アインシュタインは磁力の不思議(離れていても働く不思議な力)に魅了されたという。そういう子供時代の経験がのちのアインシュタインに影響を与えたのは間違いがない。私が述べたいのは、「面白さ」のベクトルが違う。

見て「笑える」funnyなのか、「知的に魅力な」というinterestingである。日本語では面白いという言葉で両方表現ができてしまうが、interestingというのは知的な意味が含まれる。私が言いたいのはそういう面白さである。

江沢洋先生が嘆かれるようなこの日本の科学教育、大丈夫なのだろうか。

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